Erstmals ist es einer Gruppe von Wissenschaftlern gelungen, die Masse eines einzelnen menschlichen Chromosoms zu berechnen. Und die Ergebnisse sind unglaublich.
Zum ersten Mal in der Geschichte ist es Wissenschaftlern gelungen, die Masse eines menschlichen Chromosoms zu messen. Und nein, sie taten es nicht im Hinblick auf den verhängnisvollen "Badehosentest", sondern, wie Sie verstehen werden, im Namen der Forschung.
Im Vereinigten Königreich, an der nationalen wissenschaftlichen Synchrotronanlage, der Diamond Light Source, hat ein Team von Physikern eine leistungsstarke Röntgenquelle benutzt, um die Masse von 46 Chromosomen einzeln zu bestimmen. Das Ergebnis verblüffte sie und änderte viele der bisherigen Annahmen in der Literatur zu diesem Thema, wie der Biophysiker Ian Robinson vom University College London sagte:
Das ist das erste Mal, dass wir in der Lage sind, die Masse von Chromosomen genau zu messen. Unsere Messungen legen nahe, dass die 46 Chromosomen in jeder unserer Zellen 242 Pikogramm (Billionstel Gramm) wiegen. Und das ist ein größeres Maß, als wir erwartet haben. Sie deutet auf eine unerklärliche Übermasse hin.
Die Masse der Chromosomen in menschlichen Zellen ist also deutlich höher als erwartet und beträgt etwa das 20fache der darin enthaltenen DNA. Den Forschern zufolge könnte dies auf das Vorhandensein anderer Elemente innerhalb des Chromosoms zurückzuführen sein, die jedoch noch völlig unbekannt sind und erst noch entdeckt werden müssen. Dies eröffnet eine unerforschte Welt, die sicherlich positive Auswirkungen auf unsere Gesundheit haben wird, ähnlich wie die kürzliche Erfindung eines funktionierenden Miniaturherzens, das kaum die Größe eines Sesamsamkorns hat.
Chromosomen, um es auch für Uneingeweihte sehr einfach zu machen, sind kleine, fadenförmige DNA-Pakete, die alle Informationen und genetischen Anweisungen für das Leben und die Entwicklung eines jeden lebenden Organismus enthalten. Darüber hinaus verhindern sie, dass sich die DNA auflöst, und tragen dazu bei, ihre Struktur während des Zellreplikationsprozesses zu erhalten. Der Mensch hat insgesamt 23 Chromosomenpaare, 22 Paare nummerierter Chromosomen (Autosomen) und ein Paar Geschlechtschromosomen. Die Identifizierung ihrer Gewichte ist ein unglaublicher Forschungsdurchbruch, der die Erforschung dieser mikroskopischen Strukturen um ein neues Element bereichert. Und es könnte uns auf unerwartete Weise helfen, wie die Autoren der Studie selbst zugeben:
Eine große Anzahl von Chromosomenstudien wird in medizinischen Labors durchgeführt, um Krebs anhand von Patientenproben zu diagnostizieren. Jede Verbesserung unserer Fähigkeit, Chromosomen abzubilden, wäre daher sehr wertvoll.
In diesem speziellen Fall verwendeten die Wissenschaftler einen Teilchenbeschleuniger - ein so genanntes Synchrotron - zur Erzeugung eines starken Röntgenstrahls. Wenn die Strahlen die Chromosomen durchdringen, können sie durch ihre Beugung eine hochauflösende 3D-Wiedergabe derselben Strukturen erzeugen. Mit dieser Technik konnten sie die Anzahl der Elektronen im Chromosom bestimmen. Da es sich um eine bekannte Masse handelt - die Ruhemasse der Elektronen ist eine der fundamentalen physikalischen Konstanten - war es für das Forscherteam ein Leichtes, die endgültige Masse des Chromosoms aus diesen Daten zu berechnen.
Andrea Guerriero